【正文】 style, giving the floor a high household cleaning glass more difficult. We designed the smart window can be achieved early in the morning automatically open the window, automatic wind, rain, smart security and bustible gas leak alarm window, and relative rotation between the two sashes, in order to address the reality life of the aforementioned problems. The smart window design in line with safe, convenient, energy saving, the principle of humanity, can significantly improve modern life. Key words: Prevent rain antitheft 51 SCM Intelligent window 第 1章 總體方案的設(shè)計(jì) 自動(dòng)開關(guān)窗：陽光明媚的早上光敏晶體管感光通過單片機(jī)控制板自動(dòng)打開窗戶，更新室內(nèi)空氣；傍晚太陽落下時(shí)窗子自動(dòng)關(guān)閉； 自動(dòng)防風(fēng)： 當(dāng)風(fēng) 速超過 8m/s 時(shí) ， 風(fēng)速 傳感器檢測(cè)信號(hào)，單片機(jī)控制板使 窗 戶 自動(dòng)關(guān) 閉。再者，現(xiàn)在使用的窗戶大多數(shù)是 單純 推拉式或平移式的，這給在樓層高的住戶擦拭玻璃帶來很大困難。 基于單片機(jī)控制的智能窗的設(shè)計(jì) 目 錄 摘 要 .................................................................... 3 Abstract .................................................................. 4 第 1章 總體方案的設(shè)計(jì) ................................................... 5 ................................................ 5 ....................................................... 6 第 2章 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ................................................. 6 ............................................ 6 ................................................. 6 ................................................... 6 第 3章 自動(dòng)控制系統(tǒng)主 要硬件的設(shè)計(jì) .................................... 7 ........................................................... 7 ..................................................... 7 ..................................................... 7 .................................................. 8 .................................................. 8 ............................................... 8 .................................................. 10 A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) .................................................. 13 A/D轉(zhuǎn)換器的選型 .................................................. 13 ADC0809內(nèi)部功能與引腳介紹 ......................................... 13 A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口電路的設(shè)計(jì) ................................... 16 .................................................. 17 ................................................ 17 ........................................................... 18 ............................................................ 19 第 4章 紅外線遙控開 關(guān)的設(shè)計(jì) .......................................... 20 紅外線簡(jiǎn)介 .......................................................... 20 遙控方案設(shè)計(jì) ........................................................ 20 成品紅外接收頭 ...................................................... 21 編碼器和譯碼器的選擇 ................................................. 22 紅外遙控發(fā)射電路的設(shè)計(jì) ............................................... 25 紅外遙控接收電路設(shè)計(jì) ................................................. 25 電源電路的設(shè)計(jì) ...................................................... 27 第 5章 動(dòng)力源的選型與設(shè)計(jì) ............................................ 28 步進(jìn)電機(jī)選型 ........................................................ 28 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) ............................................... 28 結(jié) 束 語 ................................................................. 29 致 謝 ................................................................... 32 英文資料 .............................................................. 33 摘 要 我們現(xiàn)在使用的窗戶大部分采用人工關(guān)閉方式， 不具有自動(dòng)防盜、防雨、防煤氣中毒等人性化的功能；平 時(shí)我們外出時(shí)經(jīng)常忘記關(guān)閉窗戶，遇上下雨時(shí)，雨水會(huì)進(jìn)入室內(nèi)，對(duì)室內(nèi)的電器、擺設(shè)等物品造成不必要的損害。本 文 借助 單片機(jī)、 電子 電路及 傳感 器的 知識(shí)設(shè)計(jì)了 可以實(shí)現(xiàn)清晨自動(dòng)開窗、防雨、智能防盜和可 燃性氣體泄漏時(shí)報(bào)警并開窗 ，從而 可 解決現(xiàn)實(shí)生活中存在的很多 問題。即使主人不在家，照樣將其看管得無微不至，為您營(yíng)造一個(gè)干干凈凈的 環(huán)境 。 AT S8 9C51 電源 模塊盜情監(jiān)測(cè)模塊窗戶狀態(tài)監(jiān)測(cè) 模 塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊光強(qiáng)檢測(cè)模塊煤氣檢測(cè)模塊濕度檢測(cè)模塊風(fēng)速檢測(cè)模塊紅外接收模塊 圖 12 控制系統(tǒng)架構(gòu)圖 第 2章 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 智能窗的傳動(dòng)任務(wù)是由動(dòng)力源通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)窗扇在滑移槽內(nèi)來回滑動(dòng)，任務(wù)簡(jiǎn)單，但要求精確度較高。 P=π m== 齒條： m= β=20176。 1） SCM 即單片微型計(jì)算機(jī)（ Single Chip Microputer）階段，主要是尋求最佳 的單片形嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)。 3)MCU 的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。 4)單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展之路，向 MCU 階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了 SOC 化趨勢(shì)。 CMOS 芯片除了低功耗特性之外，還具有功耗的可控性，使單片機(jī)可以工作在功耗精細(xì)管理狀態(tài)。隨著技術(shù)和工藝水平的提高，又出現(xiàn)了 HMOS（高密度、高速度 MOS）和 CHMOS工藝。 （ 2）高性能化 主要是指進(jìn)一步改進(jìn) CPU 的性能，加快指令運(yùn)算的速度和提高系統(tǒng)控制的可靠性。由于這類單片機(jī)有極高的指令速度，就可以用軟件模擬其 I/O 功能，由此引入了虛擬外設(shè)的新概念 。但在需要復(fù)雜控制的場(chǎng)合，該存儲(chǔ)容量是不夠的，必須進(jìn)行外接擴(kuò)充。低電壓供電的單片機(jī)電源下限已可達(dá) 1至 2V。這樣， 80C51 就變成有眾多制造廠商支持的、發(fā)展出上百品種的大家族，現(xiàn)統(tǒng)稱為 80C51系列。其 片內(nèi)含 4K bytes 的可系統(tǒng)編程的 Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。電路圖如圖 21所示。 在本設(shè)計(jì)中采用 風(fēng) 杯 式 — YH12X風(fēng)速傳感器 ，產(chǎn)品見圖 32。計(jì)算原理如下： 每秒種產(chǎn)生光電脈沖的個(gè)數(shù)： n 齒輪的圓周半徑 ： R (m) 齒輪的總個(gè)數(shù)： N 風(fēng)杯軸承的傳動(dòng)系數(shù)： η 風(fēng)杯的線速度 : V1(m/s) 風(fēng)速： V （ m/s） 風(fēng)速的計(jì)算公式為： ?VV? (31) 風(fēng)杯的轉(zhuǎn)動(dòng)線速度： N nRV 36021 ?? (32) 可通過轉(zhuǎn)換處理將數(shù)據(jù)以其他形式輸出，傳遞給其他智能設(shè)備。 特點(diǎn)： 濕度傳感器 HIH3610主要性能： （ 1）熱固性聚合物電容濕度傳感器，帶集成信號(hào)處理電路 （ 2） 3針可焊塑封 （ 3）寬量程： 0～ 100％ RH 非凝結(jié)，寬工作溫度范圍 – 40～ 85℃ （ 4）高精度： 177。 （ 1）檢測(cè)原理： 本傳感器元件采用的是定電位電解原理，組 成主要由三個(gè)電極組成，電極材料是貴金屬催化劑，主要是鉑黑，其中各電極的作用如下：工作電極（ W）：一氧化碳?xì)怏w的氧化，對(duì)電極（ C）：氧氣的還原，對(duì)電極（ R）：為工作電極提供恒定電位。 （ 2）技術(shù)指標(biāo)： 表 31 MY1000技術(shù)性指標(biāo) 范圍 參數(shù) 檢測(cè)范圍 0 至 1000ppm 相對(duì)誤差 177。制造熱釋電紅外傳感器的高熱材料是一種廣譜材料，它的探測(cè)波長(zhǎng)范圍為 ～ 20μ m。菲涅爾透鏡是一種由塑料制成的特殊設(shè)計(jì)的光學(xué)透鏡，它可以將人體輻射的紅外線聚焦到熱釋電紅外傳感器上，從而提高傳感器的靈敏度，擴(kuò)大監(jiān)視范圍。通常， 8 位逐次比較式 ADC 的轉(zhuǎn)換時(shí)間為100us 左右。對(duì)于該 8個(gè)通道的輸入信號(hào)， 8位 A/D轉(zhuǎn)換器，其精度為 % 8 ?? (41) 輸入為 0～ 5V 時(shí)，分辨率為 VvN Fs 512 8 ???? (42) Fsv — A/D 轉(zhuǎn)換器的滿量程值 N — ADC 的二進(jìn)制位 數(shù) 量化誤差為 VvQ N Fs )12( 52)12( 8 ??????? (43) ADC0809 是 TI 公司生產(chǎn)的 8 位逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器，包括一個(gè) 8 位的逼近型的 ADC 部分，并提供一個(gè) 8 通道的模擬多路開關(guān)和聯(lián)合尋址邏輯，為模擬通道的設(shè)計(jì)提供了很大的方便。 采樣 保持為了能不失真的恢復(fù)原模擬信號(hào)，采樣頻率應(yīng)不小于輸入模擬信號(hào)的頻譜中最高頻率的兩倍，這就是采樣定理，即 Fs2Fimax （ 1）由于 A/D 轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間，所以在每次采樣結(jié)束后，應(yīng)保持采樣電壓在一段時(shí)間內(nèi)不變，直到下一次采樣的開始。以上為 A/D 轉(zhuǎn)換的一般步驟，在本電路中由 ADC0809 芯片完成 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及主要性能 ADC0809